范文一:什么是ACDC转换器
什么是 AC/DC转换器
AC-Alternating current 是 交流 的意思 , DC-Direct current 是 直流 的意思, AC/DC变换是将交流变换为直流, AC/DC转换器就是将交流电变为直流电的 设备 ,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流” ,功率 流由负载返回电源的称为“有源逆变” 。
AC/DC变换器输入为 50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波, 因此体积 相对较大的滤波电容器是必不可少的, 同时因遇到安全标准 (如 UL 、 CCEE 等) 及 EMC 指令的限制(如 IEC 、 FCC 、 CSA ) ,交流输入侧必须加 EMC 滤波及使 用符合安全标准的元件,这样就限制 AC/DC电源体积的小型化,另外,由于内 部的高频、高压、大电流开关动作,使得解决 EMC 电磁兼容问题难度加大,也 就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求,由于同样的原因,高电压、 大电流开关使得电源工作消耗增大,限制了 AC/DC变换器模块化的进程,因此 必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。 以下是一个 220输入,直流 5V 输出的 AC/DC转换器电路:
输入阻抗和输出阻抗
首先,输入阻抗和输出阻抗是相对的。 阻抗,简单的说就是阻碍作用,甚至可 以说就是电阻,即一种另一层意思上的等效电阻 。
引入输入阻抗和输出阻抗这两个词,最大的目的是在设计电路中,要提高 效率,即要达到阻抗匹配,达到最佳效果。
有了输入输出阻抗这两个词, 还可以方便两个电路独立的分开来设计。 当 A 电路中输入阻抗和 B 电路的输出阻抗相同(或者在一定范围)时,两个电路就 可不作任何更改,直接组合成一个更复杂的电路(或者系统) 。
由上也可以得出:输入阻抗和输出阻抗实际上就是等效电阻,单位自然就 是妪姆了。
范文二:装备三元催化转换器的汽油电控发动机为什么需要
装备三元催化转换器的汽油电控发动机
为什么需要
一般氧传感器有两个,前氧和后氧,三元催化器把两个氧传感器隔开。 氧传感器感知废弃含氧量:一方面前氧感知直接废气(未经三元催化等过滤的废气)中含氧量,行车电脑通过前氧数据来调整发动机喷油量(即空燃比),提高燃料燃烧效率;令一方面后氧感知终极废气(经过催化过滤的废气)的含氧量,并与前氧数据进行对比、分析,进一步调整喷油量,已达到精确控制排放和节约燃油。
检测发动机排出的废气中的氧气的含量。主要是为了达到燃油经济性、动力性、排放更环保来设置的。 当检测到发动机尾气中的氧气含量高时,说明之前的可燃混合气稀了,下一个工作过程应该多喷点油。 当检测到发动机尾气中的氧气含量低时,说明之前的可燃混合气浓了,下一个工作过程应该少喷点油。 其实这就是向发动机电脑反馈喷油量是否合适,达到反馈控制的目的。
氧传感器的作用是检测尾气中氧气的含量,用于调整空燃比,也就是用于调整喷油量(
为使混合气控制在理论空燃比附近同时也是为了保护三元催化器就必须安装氧传感器,其作用主要是检测尾气排放中的氧气的含量输送至发动机电脑,由电脑控制喷油器的喷油量。氧传感器损坏发动机电脑不能正确的采集尾气中的氧含量(尾气的浓或稀)会出现燃油消耗量增大,尾气排放超标,三元催化器中毒等一系列的问题出现。如果能够确定是氧传感器损坏建议您尽快进行更换,并检测是否还
氧传感器的作用 在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降,故在排气管中安装氧传感器,用以检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。 电喷车为获得高排气净化率,降低排气中(CO)一氧化碳、(HC)碳氢化合物和(NOx)氮氧化合物成份,必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器,必须精确地控制空燃比,使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。
氧传感器具有一种特性,在理论空燃比(14.7:1)附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓度并反馈给电脑,以控制空燃比。当实际空燃比变高,在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态(小电动
。当空燃比比理论空燃比低时,在排气中氧气的浓度降低,势:O伏)通知ECU
而氧传感器的状态(大电动势:1伏)通知(ECU)电脑。 ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高,并相应地控制喷油持续的时间。但是,如氧传器有故障使输出的电动势不正常,(ECU)电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。 [编辑本段]氧传感器的组成 主氧传感器包括一根加热氧化锆元件的热棒,加热棒受(ECU)电脑控制,当空气进量小(排气温度低)电流流向加热棒加热传感器,使能精确检测
在试管状态化锆元素(ZRO2)的内外两侧,设置有白金电极,氧气浓度。
为了保护白金电极,用陶瓷包覆电机外侧,内侧输入氧浓度高于大气,外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度。 应当指出采用三元催化器后,必须使用无铅汽油,否则三元催化器和氧传感器会很快失效。再注意,氧传感器在油门稳定,配制标准混合时较为重要的作用,而在频繁加浓或变稀混合时,(ECU)电脑将忽略氧传感器的信息,氧传感器就不能起作用。 [编辑本段]氧传感器的工作原理 氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势,由化学平衡原理计算出对应的氧浓度,达到监测和控制炉内燃烧空然比,保证产品质量及尾气排放达标的测量元件,广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式,具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量,又可缩短生产周期,节约能源。 氧传感器的工作原理与干电池相似,传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是:在一定条件下(高温和铂催化),利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电位差,且浓度差越大,电位差越大。大气中氧的含量为21,,浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧,稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧,但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下,带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多,套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子,两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度低时,在电极之间产生一个高电压(0。6,1V),这个电压信号被送到ECU放大处理,ECU把高电压信号
看作浓混合气,而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号,电脑按照尽可能接近14.7:1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300?C以上)其特性才能充分体现,才能输出电压。它在约800?C时,对混合气的变化反应最快,而在低温时这种特性会发生很大变化。 [编辑本段]氧传感器的杂波分析 概述 1.为什么要研究氧传感器波形上的杂波信号呢? 这是因为杂波可能是由于燃烧效率低造成的,只要上流动系统不是处在正确的工作状态下,催化器就不能被精确地测试,氧传感器波形的杂波能警告各个发动机气缸性能的下降,这时废气诊断是最主要的。因为它能发现催化器转换效率的降低和个别气缸的性能降低。杂波信号也妨碍燃油反馈控制系统控制器的正常运行(在发动机控制电脑中的反馈程序运行),“燃油反馈控制系统控制器”专门指起作用的软件程序(从现在起,称之为“反馈控制器”),它是接受氧传感器电压信号并计算正确的即时喷油或混合气控制命令的程序。 通常,反馈控制器程序不是设计成有效地去处理由非正常的系统操作和燃油控制命令所产生的氧传感器信号频率。杂乱的高频变动信号能使反馈控制器失掉控制精度,或失去“反馈节奏”。这里有几个影响,首先,当反馈控制器的操作精度受影响时,燃油混合比就会超出催化剂窗口,这将影响转换器的工作效率和废气排放。其次,当反馈控制器的操作精度受影响时,发动机性能也将受到影响。 杂波可以成为失去控制的废气进入催化剂的判定性指示,经常可发现当杂波存在时,进入催化剂的废气便没有了正确的混合气空燃比,理解氧传感器波形上的杂波对废气排放的修理诊断是很重要的。在一些情况下,杂波是催化转换效率减少的明显信号,随后就是尾气排放超出标准。此外,氧传感器波形上杂波的解释、对发动机性能或行驶能力诊断是一个有价值的工具。杂波是燃烧效率从一缸到另一个缸不平衡指示。对氧传器波形上的杂波的解释和理解对有效地运用氧传感器信号修理验证也是很重要的。 在氧传感强器波形上的杂波表明排气变化从一个缸到另一个缸的不平衡,或者是比较特别地从个别的燃烧过程中没有得到较高的氧的含量。大多数氧传感器当工作正常时能够比较快的反馈各个燃烧过程所产生的电压偏差。杂波的信号限制越大,从各个燃烧过程测得氧成分的差别就越大,在不同行驶方式下看到的杂波不但对确定稳态和瞬态废气试验失效的根本原因是重要的,而且也是有效的可驾驶性能诊断的判断依据。 在加速方式下与BC的峰值毛刺形成一对一废气波形的氧传感器信号杂波是一种非常重要的诊断信号,因为它意味着在有负荷的情况下点火出现断火现象。通常,杂波
幅度越大。在排气中氧传感器的成份就越多,所以杂波是由于进入催化器的反馈气平均氧含量升高造成氧化氮排前增加的指示,在浓氧环境中(稀混合气)催化器中的氧化氮不能被减少(化学地)。 综上所述,已知一些反馈类型系统完全正常的氧传感器波形上的杂波信号对废气或发动机性能不产生明显影响。对于少量的杂波可以不去管它,而大量的杂波是重要的。这正说明诊断是一种艺术,要学会判断什么是正常的杂波,什么不是就需要实践,而最好的老师是经验,学习的最好方法是从观察不同行驶里程和不同类型的汽车上观察氧传感器波形。理解什么是正常的杂波,什么是不正常杂波,对有效地进行废气排放修理以及行驶能力诊断是非常有价值的,它值得花时间去学习。 对于大多数普通系统,一个软件波形是绝对有价值的,对正在控制着的系统拥有一张氧传感器参考波形,能判断出什么样的杂波是允许的、正常的,而什么样的杂波是应该关注的,关于好的杂波标准是:如果发动机性能是好的,则应该没有真空泄漏,废气中
化合物和氧含量是正常的。 在本部分的试验中将尽可能地给出大量的碳氢(HC)
的资料,以便去理解在这个训练中正好有充分的时间和空间来包括所有的关于这个的课题。 2.杂波产生的原因 氧传感器信号的杂波通常由以下原因引起: A.缸的点火不良(各种不同的根本原因,点火系统造成的点火不良,气缸压力造成的点火不良真空泄漏和喷油嘴不平衡造成的点火不良); B.系统设计,例如不同的进气管通道长度等等; C.由于发动机和零部件老化造成的系统设计问题的扩大(由于气缸压力不平衡造成的不同的进气管通道长度问题的扩大); D.系统设计,例如不同的进气管通道等等。 3.由点火不良气缸引起氧传感器波形的杂波,发动机的点火不良是如何引起杂波呢, 在点火不良状态下波形上的毛刺和杂波由那些燃烧不完全或根本不燃烧的单个燃烧时间或系列燃烧事件引起,它导致在气缸中有效氧化部分被利用,剩下的多余氧走到排气管中,并经过氧传感器。当传感器发现排气中氧成分变化时,它就非常快地产生一个低压或毛刺,一系列这些高频毛刺就组成称之为“杂波”东西。 4.产生毛刺的不同点火不良类型 a)点火系统造成的点火不良(例如:损坏的火花塞、高压线、分电器盖、分火头、点火线圈或只影响单个气缸或一对气缸的初级点火问题)。通常点火示波器可以用来确定这些问题或排除这些故障); b)送至气缸的混合气浓造成的点火不良(各种可能的原因)对给定的危险混合气空燃比例约为13:1; c)送至气缸的混合气过稀造成的点火不良(各种可能的原因)对给定的危险的混合气空燃比例为17:1; d)由气缸压力造成的点火不良,它是由机械问题造成的,它使得在点火前燃油空
气混合气的压力降低,并不能产生足够的热,这就妨碍了燃烧,它增加了排气中的氧含量。(例如气门烧损,活塞环断裂或磨损,凸轮磨损,气门卡住等); e)一个缸或几个缸有真空泄漏造成的不良,这可以通过对所怀疑的真空泄漏区
进气叶轮、进气歧管垫、真空管等)加入丙烷的方法来确定,看示波器的波域(
形什么时候因加丙烷使信号变多,尖峰消失,当与一个缸或几个缸有关的真空泄漏造成进入气缸的混合气超过17:1时,真空泄漏造成的点火不良就发生了。 f)就喷油嘴喷射不平衡造成的点火不良仅在多点喷射发动机中,一个缸的油浓或稀混合气造成点火不良是因为喷油时每个喷油嘴实际喷射的油量太多了或太少(喷油嘴堵塞或卡住)造成的。当一个气缸或几个汽油中的混合气空燃比超过危险时17:1就产生了稀点火不良,低于13:1也产生浓点火不良,这就造成了喷油嘴喷油不平衡产生的点火不良。 通常,可以用排除由点火系统造成的点火不良、气缸压力的点火不良和单个气缸真空泄漏造成的可能性来判断。喷油
用发现不平衡。可以用汽车示波器排除自点火系统和气缸压力造成的点火不良(点火系统造成的点火不良和动力平衡气缸压力问题)。排除与个别气缸有关的真空泄漏,通常采用往可能产生真空泄漏的区域或周围加丙烷(进气歧管、化油器垫等)的方法,同时像从前说过的那样,从示波器上观察氧传感器信号波形的方法达到目的。通常,在多点燃油喷射发动机,如果不能证实a、b、和c类型造成的点火不良,那么不平衡造成氧传感器波形中的严重杂波的可能性就可以确定。 判断氧传感器的杂波的规则 如果氧传感器的信号上有明显的杂波,这种杂波对所判断的那一类系统是不正常的话,通常这将伴随着重复的、可测试出的怠速时的发动机故障(例如:每次气缸点火的的爆震)。通常,如果杂波是明显的,发动机的故障最终将与波形上的各个尖峰有关,没有明显的伴随着发动机故障的杂波是不容易消除的杂波(在某些情况下这是正确的),也就是说当在波形上产生杂波的个别尖峰最终与发动机故障无关时,那么在修理中想要排除它的可能性很小。 综上所说,判断杂泼的规则是:如果可断定进气歧管无真空泄漏,排气的碳氢化合物(HC)和氧的含量正常,发动机的转动或怠速都比较平衡的话,那么杂波或许是可以接收的,或是正常的。 许多汽车燃油反馈控制系统中,不但安装一个氧传感器,福特3.8L V6型从1980年制造出来的就装有两个氧传感,为了适应不断加强的EPA的废气控制要求,使用多个氧传感器的系统数量在不断增加。在1988年和更新的汽车上氧传感器的数目在连续地增加。此外,从1994年起一些汽车在催化器前和后各装一个氧传感器,这种结何可以用装在汽车上的OBD-?系统来检查催化器的性能,在一定情况下,还可以
增加对空燃比控制的精度。在任何情况下,由于氧传感器信号快使其成为最有价值的发动机性能诊断工具之一,氧传感器越多,对检修技术人员越有好处。 通常,燃油反馈控制系统的工程逻辑决定,氧传感器在靠近燃烧室的地方,燃油控制的精度越高,这主要是由于排气空气气流的特性确定的:例如气体的速
气体瞬时太滞后)和传感器的响应的时间等等。许多制造商在度,通道的长度(
每个气缸的每个排气歧管底下安装一个氧传感器,这样就能判定哪一个气缸有问题,这就排除了诊断失误的可能性,在许多情况下靠排除至少一半潜在有问题气缸来减少诊断时间。 用双氧传感器进行催化器监视 一个工作正常的催化转换器,配上正常控制燃油分配系统的燃油反馈控制系统,它可以保证最安全的将有害的排气成份变为相对无害的氧化碳和水蒸气,但是,催化器会因过热而受损(由点火不良等等),这导致催化剂表面减少和孔板金属烧结,这两点都将使催化器永久损坏。 当催化剂失效时就能知道,对环境和废气系统修理
OBD-?诊断系统的出现,对环境和催化剂的时,技术人员是十分重要的。
随车监视系统、OBD-II监视系统依据好或坏的催化剂的氧化特征作精确的检测手段。在稳定运行时,催化剂后面好的氧传感器(热的)应比催化剂前的任何一个氧传感器的信号波动少得多,这是由于在转换碳氢化合物和一氧化碳时正常运行的催化剂消耗氧化能力,这就减少了后氧传感器信号的波动。 后氧传感器的信号波动比氧传感器的信号波动要小的多。也要注意当催化剂“关断”(或达到运行温度),催化器开始储存和用氧做催化转换时,信号由于在排气中氧越来越少而升高。 当催化剂完全损坏时,催化剂的转换效率、以及它的氧储存能力丧失,因此,催化剂后部的排气中氧的含量如果不完全的话,则十分接近催化剂前部的排气中的氧的含量。 [编辑本段]氧传感器的检测 装有排气氧传感器的电控燃油喷射发动机,如果在运转中出现怠速不稳、加速无力、油耗增加、尾气超标等故障而供油、点火装置又无其他故障,那么极有可能是氧传感器及相关线路出了问题。 大多数发动机的电控系统都有自检功能,当氧传感器或相关部位发生故障时,电脑会自动记下故障内容,维修人员只需用专门的解码器读出故障代码即可发现问题所在。但如果没有专用设备怎么办呢,这里有几个方法可以很快检查出氧传感器的好坏。 如果怀疑怠速不稳或加速不良等故障是氧传感器引起的,检修时只需拔下氧传感器接头,如果发动机的故障消失,则说明氧传感器已经损坏,必须更换,如果发动机故障依旧,那么还要从其他地方找原因。 利用高阻抗的电压表也可以检查出氧传感器的好坏。把电压表并联在氧传感器的输出端,正常情况下,电压应在
0,1V之间变化,中值在500mV左右,如果输出电压长时间保持某一数值而无变化,则表明氧传感器已经损坏。 实际上,氧传感器是一个相当耐用的部件,只要燃油质量过关,它可以使用3年或更长的时间。氧传感器的非正常损坏大多是由于燃油中含铅量超标造成的。这一点,驾驶装有三元催化装置汽车
]氧传感器的表征与故障 在使用三元催的司机务必要加以重视. [编辑本段
化转换器以减少排气污染的发动机上,氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOX的净化能力将急剧下降,故在排气管中安装氧传感器,用以检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。 目前,实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分,;单引线的为氧化锆式氧传感器;双引线的为氧化钛式氧传感器;三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器,原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。 氧传感器一旦出现故障,将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息,因而不能对空燃比进行反馈控制,会使发动机油耗和排气污染增加,发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。因此,必须及时地排除故障或更换。 氧传感器的常见故障 1.氧传感器中毒 氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障,尤其是经常使用含铅汽油的汽车,即使是新的氧传感器,也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒,接着使用一箱不含铅的汽油,就能消除氧传感器表面的铅,使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度,而使铅侵入其内部,阻碍了氧离子的扩散,使氧传感器失效,这时就只能更换了。 另外,氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说,汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅,硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体,都会使氧传感器失效,因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈,不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。 2.积碳 由于发动机燃烧不好,在氧传感器表面形成积碳,或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物,会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部,使氧传感器输出的信号失准,ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳,主要表现为油耗上升,排放浓度明显增加。此时,若将沉积物清除,就会恢复正常工作。 3.氧传感器陶瓷碎裂 氧传感器的陶瓷硬而脆,用硬物敲击或用强烈气流吹洗,都可能使其碎裂而失效。因此,处理时要特别小心,发现问题及时更换。 4.加热器电阻丝烧断 对于加热
型氧传感器,如果加热器电阻丝烧蚀,就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。 5.氧传感器内部线路断脱。 6氧传感器外观颜色的检查 从排气管上拆下氧传感器,检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞,陶瓷芯有无
通过观察氧传感器顶尖部位的颜色破损。如有破损,则应更换氧传感器。
也可以判断故障: ?淡灰色顶尖:这是氧传感器的正常颜色; ?白色顶尖:由硅污染造成的,此时必须更换氧传感器; ?棕色顶尖:由铅污染造成的,如果严重,也必须更换氧传感器; ?黑色顶尖:由积碳造成的,在排除发动机积碳故障后,一般可以自动清除氧传感器上的积碳。 氧传感器的作用 电喷车为获得高排气净化率,降低排气中(CO))一氧化碳、(HC)碳氢化合物和(NOX)氮氧化合物成份,必须利用三元催化器。但为了能有效地使用三元催化器,必须精确地控制空燃比,使它始终接近理论空燃比。催化器通常装在排气歧管与消声器之间。氧传感器具有一种特性,在理论空燃
:7)附近它输出的电压有突变。这种特性被用来检测排气中氧气的浓比(14/
度并反馈给电脑,以控制空燃比。当实际空燃比变高,在排气中氧气的浓度增加而氧传感器把混合气稀的状态(小电动势:O伏)通知ECU。当空燃比比理论空燃比低时,在排气中氧气的浓度降低,而氧传感器的状态(大电动势:1伏)通知(ECU)电脑。 ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高,并相应地控制喷油持续的时间。但是,如氧传器有故障使输出的电动势不正常,(ECU)电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。 主氧传感器包括一根加热氧化锆元件的热棒,加热棒受(ECU)电脑控制,当空气进量小(排气温度低)电流流向加热棒加热传感器,使能精确检测氧气浓度。 在试管状态化锆元素(ZRO2)的内外两侧,设置有白金电极,为了保护白金电极,用陶瓷包覆电机外侧,内侧输入氧浓度高于大气,外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度。 应当指出采用三元催化器后,必须使用无铅汽油,否则三元催化器和氧传感器会很快失效。再注意,氧传感器在油门稳定,配制标准混合时较为重要的作用,而在频繁加浓或变稀混合时,(ECU)电脑将忽略氧传感器的信息,氧传感器就不能起作用。 有其他的原因.
范文三:什么是ad转换器
什么是ad 转换器
将模拟信号转换成数字信号的电路,称为模数转换器(简称a/d转换器或adc,analog to digital
converter );将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器(简称d/a转换器或dac,digital to analog converter );a/d转换器和d/a转换器已成为信息系统中不可缺俚慕涌诘缏贰?br> 为确保系统处理结果的精确度,a/d转换器和d/a转换器必须具有足够的转换精度;如果要实现快速变化信号的实时控制与检测,a/d与d/a转换器还要求具有较高的转换速度。转换精度与转换速度是衡量a/d与d/a转换器的重要技术指标。随着集成技术的发展,现已研制和生产出许多单片的和混合集成型的a/d和d/a转换器,它们具有愈来愈先进的技术指标。
A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,这些过程有的是合并进行的,例如,取样和保持,量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。
取样和保持
取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。取样过程示意图如图11.8.1所示。图(a )为取样电路结构,其中,传输门受取样信号S(t)控制,在S(t)的脉宽τ期间,传输门导通,输出信号v O (t)为输入信号v 1, 而在(T s -τ)期间,传输门关闭,输出信号v O (t)=0。电路中各信号波形如图(b )所示。
图11.8.1 取样电路结构(a)
图11.8.1 取样电路中的信号波形(b)
通过分析可以看到,取样信号S(t)的频率愈高,所取得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。但带来的问题是数据量增大,为保证有合适的取样频率,它必须满足取样定理。 取样定理:设取样信号S(t)的频率为f s ,输入模拟信号v 1(t)的最高频率分量的频率为f imax ,则f s 与f imax 必须满足下面的关系f s ≥2f imax ,工程上一般取f s >(3~5)f imax 。
将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定时间,为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值,每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。
取样与保持过程往往是通过取样-保持电路同时完成的。取样-保持电路的原理图及输出波形如图11.8.2所示。
图11.8.2 取样-保持电路原理图
图11.8.2 取样-保持电路波形图
电路由输入放大器A 1、输出放大器A 2、保持电容C H 和开关驱动电路组成。电路中要求A 1具有很高的输入阻抗,以减少对输入信号源的影响。为使保持阶段C H 上所存电荷不易泄放,A 2也应具有较高输入阻抗,A 2还应具有低的输出阻抗,这样可以提高电路的带负载能力。一般还要求电路中A V1·A V2=1。
现结合图11.8.2来分析取样-保持电路的工作原理。在t=t0时,开关S 闭合,电容被迅速充电,由于A V1·A V2=1,因此v 0=v I ,在t 0~t 1时间间隔内是取样阶段。在t=t1时刻S 断开。若A 2的输入阻抗为无穷大、S 为理想开关,这样可认为电容C H 没有放电回路,其两端电压保持为v 0不变,图11.8.2(b)中t 1到t 2的平坦段,就是保持阶段。
取样-保持电路以由多种型号的单片集成电路产品。如双极型工艺的有AD585、AD684;混合型工艺的有AD1154、SHC76等。
量化与编码
数字信号不仅在时间上是离散的,而且在幅值上也是不连续的。任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。为将模拟信号转换为数字量,在A/D转换过程中,还必须将取样-保持电路的输出电压,按某种近似方式归化到相应的离散电平上,这一转化过程称为数值量化,简称量化。量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。
量化过程中所取最小数量单位称为量化单位,用△表示。它是数字信号最低位为1时所对应的模拟量,即1LSB 。
在量化过程中,由于取样电压不一定能被△整除,所以量化前后不可避免地存在误差,此误差称之为量化误差,用ε表示。量化误差属原理误差,它是无法消除的。A/D 转换器的位数越多,各离散电平之间的差值越小,量化误差越小。
量化过程常采用两种近似量化方式:只舍不入量化方式和四舍五入的量化方式。
1. 只舍不入量化方式
以3位A/D转换器为例,设输入信号v 1的变化范围为0~8V ,采用只舍不入量化方式时,取△=1V,量化中不足量化单位部分舍弃,如数值在0~1V 之间的模拟电压都当作0△,用二进制数000表示,而数值在1~2V 之间的模拟电压都当作1△,用二进制数001表示……这种量化方式的最大误差为△。
2. 四舍五入量化方式
如采用四舍五入量化方式,则取量化单位△=8V/15,量化过程将不足半个量化单位部分舍弃,对于等于或大于半个量化单位部分按一个量化单位处理。它将数值在0~8V/15之间的模拟电压都当作0△对待,用二进制000表示,而数值在8V/15~24V/15之间的模拟电压均当作1△,用二进制数001表示等。
3. 比较
采用前一种只舍不入量化方式最大量化误差│εmax │=1LSB,而采用后一种有舍有入量化方式│εmax │=1LSB/2,后者量化误差比前者小,故为多数A/D转换器所采用。
A/D转换器的种类很多,按其工作原理不同分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两类。直接A/D转换器可将模拟信号直接转换为数字信号,这类A/D转换器具有较快的转换速度,其典型电路有并行比较型A/D转换器、逐次比较型A/D转换器。而间接A/D转换器则是先将模拟信号转换成某一中间电量(时间或频率) ,然后再将中间电量转换为数字量输出。此类A/D转换器的速度较慢,典型电路是双积分型A/D转换器、电压频率转换型A/D转换器。
a/d转换器的功能是把模拟量变换成数字量。由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同,因此生产出种类繁多的a/d转换芯片。a/d转换器按分辨率分为4位、6位、8位、10位、14位、16位和bcd 码的31/2位、51/2位等。按照转换速度可分为超高速(转换时间≤330ns ),次超高速(330~3.3μs ),高速(转换时间3.3~333μs ),低速(转换时间>330μs )等。a/d转换器按照转换原理可分为直接a/d转换器和间接a/d转换器。所谓直接a/d转换器,是把模拟信号直接转换成数字信号,如逐次逼近型,并联
比较型等。其中逐次逼近型a/d转换器,易于用集成工艺实现,且能达到较高的分辨率和速度,故目前集成化a/d芯片采用逐次逼近型者多;间接a/d转换器是先把模拟量转换成中间量,然后再转换成数字量,如电压/时间转换型(积分型),电压/频率转换型,电压/脉宽转换型等。其中积分型a/d转换器电路简单,抗干扰能力强,切能作到高分辨率,但转换速度较慢。有些转换器还将多路开关、基准电压源、时钟电路、译码器和转换电路集成在一个芯片内,已超出了单纯a/d转换功能,使用十分方便。
范文四:什么是模数转换器
模 数转换器 猎头
艰深的讲数码相机采用电子元器件成像而非胶卷――这是数码相机与传统相机最本质的差别所在。数码相机的成像器件重要分为两类:CCD――英文Charge Couple Device的缩写,中文名称"电荷耦合器件"。CMOS――英文Complementary Metal-Oxide Semiconductor的缩写,中文名称为"互补金属氧化物半导体"。2、1)CCD是目前主流的成像器件,主要分为:(1)R-G-B原色CCD:这是数码相机上利用的最多的CCD。(2)C-Y-G-M补色CCD:早些时候尼康局部数码相机使用过这种补色CCD。(3)R-G-B-E四色CCD:这是索尼最新宣布的CCD,它比RGB原色CCD多出一个E(Emerale,葱绿)的色彩。2)Super CCD:是日本富士公司的专利技术,中文名称为超级CCD,由CCD演化而成,目前已经发展到第4代。3)CMOS:作为数码相机成像器件呈现的时光并不长,但发展却十分敏捷,大有与CCD分庭抗争之势,其基本结构中的像素排列方法与R-G-B原色CCD并不实质差别。佳能是CMOS营垒的主要支撑者。3、数码相机是怎样成像的?a)光线透过镜头投射到感光元件表层;b)光线被感光元件表层上滤镜分解成不同的色光;c)色光被各滤镜绝对应的感光单元感知,并产生不同强度的模拟电流信号,再由感光元件的电路将这些信号收集起来;d)模拟信号通过数模转换器转换成为数字信号,再由DSP对这些信号进行处理,还原成为数字影象;e)数字影象再被传输到存储卡上保留起来。4、CCD有何特色?CCD技巧成熟,成像质量好,究竟它是当初运用的最普遍的成像元件,但它也有其缺点:1)耗电量大。早期的数码相机有"电老虎"的"美誉",主要起因之一便来自CCD。固然现在采用低温多晶硅显示屏等低能耗的部件在必定程度上下降了相机的功率,但CCD仍然是数码相机的耗电大户―― CCD从数码相机一开机便随时坚持着工作状况,更是无谓地耗费大批的电能。2)工艺复杂,本钱较高。CCD复杂的结构决议了它制造工艺的庞杂性,因而到目前为止,CCD还只有为数未几的多少家电子工业巨头能生产,猎头。3)像素晋升难度大。CCD前两个毛病也直接导致了这一个缺陷,CCD像素提升无非是通过两个道路:第一,保持感光元件单位面积不变而增大CCD面积,在大面积CCD上集成更多的感光元件。但是这种方式会导致CCD成品率降低,制造成本更高,功耗更大,在民用范畴这是不事实的;第二,缩小感光元件单位面积,在现有程度的CCD面积上集成更多感光元件。然而这种方式会减少感光元件的单位感光面积,降低CCD整体的灵
敏度跟动态范畴,影响画质。5、CMOS有何特点?CMOS在最近几年的发展速度相称不错,大有与CCD分庭抗争之势――就连目前最顶级的DSLR(单镜头反光数码相机)柯达(Kodak)DCS 14n与佳能(Canon)EOS 1Ds均是采用CMOS成像。比拟CCD,CMOS有两个最凸起的长处:1)价钱低廉,制造工艺简单。CMOS可以利用一般半导体生产线进行生产,不象CCD那样请求特别的出产工艺,所以制作成本低得多。而且CMOS尺寸与成品率都不如CCD有良多限度。2)耗电量低。虽然CMOS的滤镜布局与CCD差别不大,但在感光单元的电路构造上却有很大差异。CMOS每个感光元件都具备独破的电荷/电压转换电路,可将光电转换后的电信号独立放大输出――这比起CCD将所有的信号全体收集起来再放大输出,速度快了许多。而且CMOS的感光元件只在感光成像时才会工作,所以比CCD更省电。但CMOS同样存在缺点,假如在使用数码相机时成像动作较多,那么CMOS在频
、怎么繁的启动过程中会因为多变的电流而产生热量,导致杂波并影响画质。6懂得成像元件的根本参数?成像元件是数码相机的中心,因此准确意识它的一些主要的参数是很必要的,这对了解数码相机的基天性能、如何选购数码相机都能带来不少辅助。总像素――总像素是指数码相机成像元件上成像单元的数目,猎头,总像素为524万的CCD,就表现其上集成有524万个成像单元。数码接踵在标示其性能时基本上都采用总像素。有效像素――数码相机在成像时,感光元件边沿部分会由于光线的衍射而导致成像含混,为保障成像的质量,感光元件上这部分的成像会被舍弃,所以感光单元不能100%被利用。而被利用起来的,即得到终极图象的这部分像素就成为有效像素。尺寸――是指感光元件对角线的长度,常用单位为英寸。常见的有1/1.8英寸、1/2.7英寸、2/3英寸等。个别来说,感光元件尺寸越大,元件的机能与成像后果就越好。另外,数码相机的感光元件普通采取4:3的长宽比,比拟特殊的则有3:2。ISO――是指感光元件对光线感应的敏锐水平。数值越大,灵敏度越高,常见的数值有50、80、100、160、200、400等,目前数码相机感光元件最高ISO值可达3200。需要阐明的是,虽然高ISO值能够进步数码相机在黑暗环境中的成像质量,但ISO越高,对画面品质的影响就越显明,涌现的噪点就越多。不通俗的讲在对数码相机的特点和基础组件了解之前,下面来懂得一下数码相机是如何工作的,这有利于更好地舆解和控制相机的各项要害参数,深刻了解相机的性能。当翻开相机的电源开关后,主控程序芯片开端检讨全部相机,断定各个部件是否处于可工作状态。如果所有畸形,相机将处于待命状态;若某一部门出现故障,LCD屏上会显示一个过错信息,并使相机完整结束工作。当用户对准拍摄目的,并
将快门按下一半时,相机内的微处理器开始工作,以肯定对焦间隔、快门的速度和光圈的大小。当按下快门后,光学镜头可将光线聚焦到影像传感器上,这种CCD/CMOS半导体器件取代了传统相机中胶卷的地位,它可将捕获到的景物光信号转换为电信号。此时就得到了对应于拍摄风物的电子图像,因为这时图像
/数转换器)转文件仍是模拟信号,还不能被盘算机辨认,所以须要通过A/D(模换成数字信号,然后才干以数据方式进行贮存。接下来微处置器对数字信号进行紧缩,并转换为特定的图像格式,常用的用于描写二维图像的文件格式包含Tag TIFF(Image File Format)、RAW(Raw data Format)、FPX(Flash Pix)、JFIF(JPEG File Interchange Format)等,最后以数字信号存在的图像文件会以指定的格局存储到内置存储器中,那么一张数码相片就实现拍摄了,此时通过LCD(液晶显示器)可以查看所拍摄到的照片。前面只是简略介绍了其大抵的
-1来具体地先容相片成像的整个进程。(1)当应用数码相机过程,下面联合图1
拍摄景物时,景物反射的光芒通过数码相机的镜头透射到CD上。(2)当CCD曝光后,光电二极管受到光线的激发而开释出电荷,天生感光元件的电信号。(3)CCD节制芯片应用感光元件中的把持信号线路对发光二极管产生的电流进行掌握,由电传播输电路输出,CCD会将一次成像发生的电信号收集起来,同一输出到放大器。(4)经由放大和滤波后的电信号被传递到ADC,由ADC将电信号(模仿信号)转换为数字信号,数值的大小和电信号的强度与电压的高下成正比,这些数值实在也就是图像的数据。(5)此时这些图像数据还不能直接生成图像,还要输出到DSP(数字信号处理器)中,在DSP中,将会对这些图像数据进行颜色校订、白均衡处理,并编码为数码相机所支持的图像格式、辨别率,而后才会被存储为图像文件。(6)当完成上述步骤后,图像文件就会被保存到存储器上,咱们就可以观赏了。
范文五:【转】什么是ADC 模数转换器
【转】什么是ADC 模数转换器
来自:转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,这些过程有的是合并进行的,例如,取样和保持,量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。
取样和保持取样是将随时间连续变化的模拟量转换为时间离散的模拟量。取样过程示意图如图11.8.1所示。图(a)为取样电路结构,其中,传输门受取样信号S(t)控制,在S(t)的脉宽τ期间,传输门导通,输出信号vO(t)为输入信号v1,而在(Ts-τ)期间,传输门关闭,输出信号vO(t)=0。电路中各信号波形如图(b)所示。
图11.8.1取样电路结构(a)
图11.8.1取样电路中的信号波形(b)通过分析可以看到,取样信号S(t)的频率愈高,所取得信号经低通滤波器后愈能真实地复现输入信号。但带来的问题是数据量增大,为保证有合适的取样频率,它必须满足取样定理。取样定理:设取样信号S(t)的频率为fs,输入模拟信号v1(t)的最高频率分量的频率为fimax,则fs与fimax必须满足下面的关系fs?2fimax,工程上一般取fs(3~5)fimax。将取样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号都需要一定时间,为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值,每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。取样与保持过程往往是通过取样-保持电路同时完成的。取样-保持电路的原理图及输出波形如图11.8.2所示。
图11.8.2取样-保持电路原理图
图11.8.2取样-保持电路波形图电路由输入放大器A1、输出放大器A2、保持电容CH和开关驱动电路组成。电路中要求A1具有很高的输入阻抗,以减少对输入信号源的影响。为使保持阶段CH上所存电荷不易泄放,A2也应具有较高输入阻抗,A2还应具有低的输出阻抗,这样可以提高电路的带负载能力。一般还要求电路中AV1?AV2=1。现结合图11.8.2来分析取样-保持电路的工作原
理。在t=t0时,开关S闭合,电容被迅速充电,由于AV1?AV2=1,因此v0=vI,在t0~t1时间间隔内是取样阶段。在t=t1时刻S断开。若A2的输入阻抗为无穷大、S为理想开关,这样可认为电容CH没有放电回路,其两端电压保持为v0
保持电路以由不变,图11.8.2(b)中t1到t2的平坦段,就是保持阶段。取样-多种型号的单片集成电路产品。如双极型工艺的有AD585、AD684;混合型工艺的有AD1154、SHC76等。
量化与编码数字信号不仅在时间上是离散的,而且在幅值上也是不连续的。任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数倍。为将模拟信号转换为数字量,在A/D转换过程中,还必须将取样-保持电路的输出电压,按某种近似方式归化到相应的离散电平上,这一转化过程称为数值量化,简称量化。量化后的数值最后还需通过编码过程用一个代码表示出来。经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。量化过程中所取最小数量单位称为量化单位,用?表示。它是数字信号最低位为1时所对应的模拟量,即1LSB。在量化过程中,由于取样电压不一定能被?整除,所以量化前后不可避免地存在误差,此误差称之为量化误差,用ε表示。量化误差属原理误差,它是无法消除的。A/D转换器的位数越多,各离散电平之间的差值越小,量化误差越小。量化过程常采用两种近似量化方式:只舍不入量化方式和四舍五入的量化方式。1.只舍不入量化方式以3位A/D转换器为例,设输入信号v1的变化范围为0~8V,采用只舍不入量化方式时,取?=1V,量化中不足量化单位部分舍弃,如数值在0~1V之间的模拟电压都当作0?,用二进制数000表示,而数值在1~2V之间的模拟电压都当作1?,用二进制数001表示…这种量化方式的最大误差为?。2.四舍五入量化方式如采用四舍五入量化方式,则取量化单位?=8V/15,量化过程将不足半个量化单位部分舍弃,对于等于或大于半个量化单位部分按一个量化单位处理。它将数值在0~8V/15之间的模拟电压都当作0?对待,用二进制000表示,而数值在8V/15~24V/15之间的模拟电压均当作1?,用二进制数001表示等。3.比较采用前一种只舍不入量化方式最大量化误差?εmax?=1LSB,而采用后一种有舍有入量化方式?εmax?=1LSB/2,后者量化误差比前者小,故为多数A/D转换器所采用。A/D转换器的种类很多,按其工作原理不同分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两类。直接A/D转换器可将模拟信号直接转换为数字信号,这类A/D转换器具有较快的转换速度,其典型电路有并行比较型A/D转换器、逐次比较型A/D转换器。而间接A/D转换器则是先将模
拟信号转换成某一中间电量(时间或频率),然后再将中间电量转换为数字量输出。此类A/D转换器的速度较慢,典型电路是双积分型A/D转换器、电压频率转换型A/D转换器。
可参考ADC模数转换器分类和选型主要指标
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